【発明の詳細な説明】
クロージャコーティング技術分野
本発明は、コーティングが施されたエラストマクロージャ（ｅｌａｓｔｏｍｅ
ｒｉｃ ｃｌｏｓｕｒｅ）およびその製造方法の分野に関する。背景技術
プラグ、ストッパ、「０」リング、ガスケットなどのようなエラストマ素子は
、流体密（ｆｌｕｉｄ−ｔｉｇｈｔ）シールを提供するのに使用される。流体密
シールを提供するのに使用することができるエラストマ素子は、本明細書におい
ては、「クロージャ」と云う。
エラストマクロージャの用途の１つに、医薬品バイアル（ｖｉａｌ）のシール
がある。医薬品バイアル用のエラストマクロージャは一般には、比較的厚肉のゴ
ムリングを備えたストッパの形態をなしており、リングは該リングと一体的に形
成された比較的薄い隔壁（ｓｅｐｔｕｍ）を取り囲む平坦な上面および底面を有
している。かかるストッパはまた、リングの底面から突出しかつ隔壁を包囲する
中空の円筒状カラーを有することができる。使用に際しては、ストッパは、カラ
ーが医薬品バイアルの口の中へ入りかつ隔壁を口と整合状態に保持するように、
バイアルの口に配置される。リングは、口を包囲するバイアルのリムを覆う。金
属素子が、ゴムリングの底面をバイアルのリムに対して保持するようにゴムリン
グとバイアルのリムにクランプされる。
リングの底面は、シール面として作用する。ストッパのこの面は、金属クリン
プ素子により印加される圧力の下でバイアルの面の小さな凹凸と適合する。
数多くのその他のエラストマクロージャが、医薬産業その他の産業において使
用されている。しかしながら、いずれの場合にも、クロージャのシール面は、容
器その他の対象物の連係面と適合して、流体密のシールを形成するようになって
いる。
コーティングは、従来、医薬品バイアルのストッパようなエラストマクロージ
ャの摩擦係数を小さくするためにかかるクロージャに被着される。これにより、
自動化された装置におけるストッパの取り扱いおよび供給が容易になるとともに
、ストッパのバイアルに対する係合が容易になる。コーティングはまた、容器に
保管される製品によるクロージャからの材料の抽出に対するバリヤを提供するこ
とができる。一のタイプのコーティングとして、クロージャの表面に配置される
がクロージャ自体には結合しないシリコーン油、グリセリンなどのような液体潤
滑剤がある。かかるコーティングは、バイアル内の製品がコーティング材料によ
りおよびストッパから抽出される物質により汚染されるので、多くの用途におい
て満足されるものではない。更に、液体コーティングは、エラストマ自体に拡散
するので、コーティングが表面から除去されることになる。これは、処理におい
て矛盾した結果を招来することになる。
ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、テトラフルオロエチレン、ポリ
プロピレンおよびポリパラキシリレンのような重合物質でコーティングされたス
トッパを提供することも試みられている。これらの物質は一般に、ストッパの摩
擦係数を小さくするとともに、バイアル中の製品の汚染を低減させる。しかしな
がら、これらのコーティングは、バイアルの欠陥に対するクロージャの適合性を
損なう傾向があるので、漏れの問題が生ずる。かかる影響は、Ｊ．Ｐａｒｅｎｔ
ｅｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第４３巻、第８８
−９７頁（１９８９年）に掲載のＭｏｒｔｏｎ等の「非経口バイアル容器／クロ
ージャの一体性の定量および機械学的測定−漏れ定量」と題する論文に記載され
ている。
かくして、化学的に不活性でかつ製品を汚染せず、摩擦係数を実質上低減させ
、しかもエラストマクロージャのシール能力を実質上損なうことのないクロージ
ャコーティングが待望されている。好ましくは、このコーティングはまた、製品
によるエラストマからの材料の抽出を防止すべきであるとともに、少なくとも、
コーティング自体が抽出物を提供するものであってはならない。かかる要件の全
ては、互いに相俟って、極めて重大な技術的課題を提供するものである。
本技術分野の当業者がかなりの努力を払ったにも拘わらず、改良された、コー
ティングが施されたクロージャおよびクロージャをコーティングする改良された
方法に対する有意の、依然として解決されていない要求が存在している。発明の概要
本発明は、かかる要望に対処するものである。
本発明の一の観点によれば、未コーティングのエラストマクロージャを提供す
る工程と、低級アルケンをプラズマ重合して（ｐｌａｓｍａ ｐｏｌｙｍｅｒｉ
ｚｅ）未コーティングのクロージャにコーティングを形成することによりクロー
ジャの摩擦係数を小さくする工程とを備えることを特徴とするコーティングされ
たエラストマクロージャの製造方法が提供されている。クロージャの摩擦係数は
、一般に、「スリップ角」（”ｓｌｉｐ ａｎｇｌｅ”）、即ち、クロージャが
ひとりでに下方へ摺動する前にクロージャを支持する面またはチャンネルが配置
されなければならない、水平方向に対する角度により表される。最も好ましくは
、プラズマ重合工程は徐々に行われるので、クロージャのスリップ角は、少なく
とも約１５分の時間かけて未コーティングのクロージャの値から約４５°まで減
少する。典型的には、未コーティングのクロージャは、少なくとも約６０°のス
リップ角を有する。処理の際のスリップ角の減少の速度は、処理のあいだに変わ
るが、全処理中の減少の平均速度は分当たり２度を越えないことが望ましく、約
１．５度／分以下であるのがより望ましい。低級アルケンはエチレン、プロピレ
ンおよびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれるのが望ましく、プロピレン
であるのが最も好ましい。プラズマ重合工程は、低級アルケンと不活性ガスとの
気体混合物を提供する工程と、クロージャと接触する気体混合物の低温プラズマ
を形成する工程とを含む。
本発明のこの観点は、プラズマ重合の速度と条件がコーティングされたクロー
ジャの特性に大きな影響を及ぼすという認識に基づくものである。所定のスリッ
プ角に到達するのにかなりの時間を要する緩慢な重合処理において徐々に被覆さ
れるコーティングは、同じスリップ角であるが迅速な重合処理を使用してコーテ
ィングされるクロージャと比べて、漏れが小さくなる。本発明は、動作に関して
何らの理論にも限定されるものではないが、かかる違いは迅速な処理と緩慢な処
理とにより誘起される架橋の程度に関連するものと考えられる。即ち、処理が緩
慢になると架橋重合構造の少ないコーティングが得られる傾向にあるが、処理が
迅速になると架橋されたコーティングが多くなる傾向にあるものと考えられる。
しかしながら、かかる理由に拘わらず、重合が比較的低速度でかつクロージャの
スリップ角の減少の速度が緩慢な、緩慢処理により形成されるクロージャは、迅
速な重合処理で得られる同等のクロージャよりも良好な漏れ抵抗を有する。
一般的には、ガス混合物は、ＲＦまたはマイクロ波エネルギのような電気エネ
ルギを印加して、クロージャに隣接したプラズマにおいてグロー放電を形成する
ことによりプラズマに変換される。クロージャは、クロージャ間に隙間が形成さ
れるように減圧下に保持される反応容器内に重ねられる。プラズマは、これらの
隙間内に形成される。多くの場合、グロー放電は、パイル即ち積み重ね体（ｐｉ
ｌｅ）の隙間の約４分の１乃至約４分の３を満たす。積み重ね体は、積み重ね体
をタンブルするように水平方向に延びる回転軸線を中心に反応容器を回転させる
などして、プラズマ形成工程の際に攪拌される。特に好ましい構成においては、
反応容器はまた、積み重ね体を更にタンブルさせかつ回転軸線と平行する方向に
クロージャを循環させるように、回転軸線と交差する水平方向に延びるピボット
軸線を中心に回動される。気体混合物は、回転軸線と略同方向に反応容器を流れ
る。クロージャは循環するので、クロージャは単独で、気体混合物がアルケンに
富んでいる気体入口領域または気体混合物がアルケンに欠乏している出口領域に
留まることはない。
本発明の別の観点によれば、コーティングされたエラストマクロージャが提供
されている。最も望ましくは、コーティングされたクロージャは、上記した処理
に従って製造される。コーティングされたクロージャは、実質上ゴムからなりか
つシール面を画成するエラストマ本体を備え、シール面はプラズマ重合されたエ
チレンまたはプラズマ重合されたプロピレンのようなプラズマ重合された低級ア
ルケンにより覆われるのが望ましい。最も好ましくは、本発明のこの観点に係る
クロージャは、約３０°未満、望ましくは約２８°以下のスリップ角を有する。図面の簡単な説明
図１は、本発明の一実施例に係る装置の線図である。
図２は、クロージャを試験取付具とともに示す断面図である。
図３は、試験取付具の正面図である。発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施例に係る装置が、図１に示されている。本発明の装置は、ガラ
スから形成された中空でチューブ状の円筒形反応容器１０を備えている。反応容
器は中心軸線１２を有している。反応容器の入口端部１４と出口端部１６は、端
部パネル１８および２０によりそれぞれ閉止されている。端部パネルは、反応容
器の内部へアクセスすることができるように、反応容器から容易に取り外すこと
ができ、かつ、反応容器に再装着可能に配設されている。反応容器の端部パネル
には、従来のシールが装備されている（図示せず）。反応容器１０は、環状の軸
受け２２に取着されている。軸受け２２はローラ２４に載置され、ローラ２４は
フレーム２６に回転可能に支持されている。ローラ２４は回転駆動モータに連結
されていて、モータ２８がローラを駆動するとともに、容器１０を中心軸線１２
を中心に回転するようになっている。フレーム２６が参照番号３０で概略示され
ているピボットジョイントによりサブフレーム２７に回動自在に取着されている
。
往復動リニアアクチュエータ３２がサブフレーム２７とフレーム２６のピボット
ジョイント３０から離隔した部分との間に連結され、往復動アクチュエータによ
りフレーム２６がピボットジョイント３０を通るピボット軸線を中心にサブフレ
ーム２７に対して揺動されるようになっている。ピボット軸線は反応容器の軸線
１２と交差している。図１に示すように、ピボット軸線はピボットジョイント３
０を介して図面の面と交差して延びている。
複数の気体源３８を備えた気体供給装置３６が配設されており、各気体源３８
はそれぞれバルブ４０を介してマニホールド４２に接続されている。気体源自体
は、所望の気体を含む貯蔵タンク、圧力調整器、流量計、安全バルブ、パージバ
ルブなどのような従来の素子を備えることができる。以下において更に説明する
ように、気体源の幾つかまたは全ては、所要の反応体を含む気体混合物を供給す
るように共に作動させることができる。マニホールド４２は、フレキシブルなベ
ロー４４および回転ジョイント４６を介して端部パネル２０の入口ポート４８に
接続されている。容器の出口端部１４における端部パネル１８の出口ポート５１
は、同様の回転ジョイント４８とフレキシブルなベロー５０を介して、真空ポン
プおよび従来の補助装置を含む排出系５２に接続されている。ガス供給系と排出
系はまた、圧力センサ、温度センサおよび流量センサ、プログラマブルコントロ
ーラなどのような従来の制御素子を有している。これらの素子は、モータ２８と
リニアアクチュエータ３２の動作を制御するように配設された従来の制御素子（
図示せず）に結合されている。ブロア５４が、容器１０の外部に隣接して配置さ
れた冷却空気マニホールド５６に接続されている。冷却空気マニホールドは、例
えば、フレーム２６に取着することができる。
つる巻き金属コイル電極５８が容器を包囲しており、コイルは容器の外部から
わずかに外側に離隔して配置されている。コイルはフレーム２６に固定され、容
器とともに回転はしない。コイルの端部６０は接地電位側に電気的に接続され、
コイルの中間にある中央タップ６２がインピーダンス整合ネットワーク６４の出
力側に電気的に接続されている。ネットワークの入力側は、従来の高周波発生器
６６に接続されている。インピーダンス整合ネットワークは、従来の構造とする
ことができ、可変コンデンサおよび／またはインダクタのような素子を含むこと
ができる。ＲＦプラズマ技術の分野において通常のように、インピーダンス整合
ネットワークは、以下において述べるように、ＲＦ発生器とコイルとの間および
コイルとプラズマとの間で効率的な電力の移送が行われるように調整される。
ＲＦ発生器６６は、適宜の周波数、典型的には約１００ＫＨｚ乃至約３００Ｋ
Ｈｚで動作するように構成することができる。しかしながら、発生器は無線通信
当局が要求するようないわゆる「ＩＳＭ」即ち産業科学医学周波数で動作するよ
うに設定されるのが好ましい。１３．５６ＭＨｚが特に好ましいＩＳＭ周波数で
ある。容器１０とコイル５８は、図１にごく一部だけが図示されている接地され
た金属シールド６８により包囲されている。シールドには、容器の端部パネル１
８および２０にアクセスすることができるように適宜の開放自在のアクセスパネ
ル（図示せず）を設けることができる。
本発明の一の実施例に係る方法においては、未コーティングのエラストマクロ
ージャは、端部パネル１６を開放しかつこの端部パネルを再シールすることによ
り、容器１０の内部に配置することができる。クロージャは、流体密シールを提
供することができる任意の形状のクロージャとすることができるが、最も好まし
くは医薬品バイアルその他の容器をシールするのに使用されるタイプのクロージ
ャである。一般的な医薬品バイアルの口の開口をシールするように意図されたク
ロージャは、本明細書では「ストッパ」と云う。図２に示すように、典型的なス
トッパは、上面８２と底面８４を画成する比較的厚いリング部８０と、底面から
延びる中空の円筒状突起８６と、中空の円筒状突起の内部と整合する比較的薄い
破壊可能なダイヤフラム即ち隔壁８８とを有している。
ストッパのようなクロージャは一般的には、ブチルゴム、天然および合成ポリ
イソプレン、シリコーン並びにこれらと加硫または架橋剤との組み合わせのよう
なポリマ、触媒、遅延剤、顔料などをはじめとするゴム成分から形成される。ゴ
ム成分はまた、カーボンブラックその他のような粒状充填剤も含むことができる
。
あるいは、クロージャは、熱可塑性および熱硬化性ポリウレタンのような非ゴム
エラストマ、その他のエラストマ特性を有する合成ポリマから形成することもで
きる。これらの材料はまた、添加剤および充填剤と混合することもできる。従っ
て、本明細書において使用されているように、「エラストマ」（”ｅｌａｓｔｏ
ｍｅｒ”）なる語は、ゴムあるいは他のポリマを含むかどうかに拘わらず、エラ
ストマ特性（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）を有する組成物
を云うものである。
コーティング処理においては、クロージャ８０は、容器の底部に積み重ね体を
形成するように容器１０の内部に配置される。積み重ねたクロージャは、相互間
に隙間９２を形成する。これらの隙間９２の形状とサイズは、クロージャの形状
およびサイズと、積み重ねたクロージャのランダムな配置とによる。
室をシールしてから、排出系５２を作動させ、室を大気圧よりも低い圧力、好
ましくは約０．０１乃至１０Ｔｏｒｒ、より好ましくは約０．１乃至１Ｔｏｒｒ
にする。気体供給装置３６を作動させて、少なくとも１つのアルケンを含む気体
混合物を提供する。本明細書において使用されている「低級アルケン」なる語は
、２乃至８個の炭素原子、好ましくは２乃至５個の炭素原子、最も好ましくは３
個の炭素原子を含む不飽和炭化水素および炭化水素誘導体を云う。プロピレンが
特に好ましい。アルケンの混合物も使用することができる。気体混合物はまた、
不活性ガスと広く呼ばれる単原子の第ＶＩＩＩ族の気体を含む。ヘリウムおよび
アルゴンが好ましい単原子気体であり、ヘリウムが特に好ましい。典型的には、
アルケンと不活性ガスとのモル比は、約５：１乃至約１０：１、より好ましくは
約７：１乃至約９：１である。気体混合物は、入口端部１６の入口４８を介して
室に入り、軸線１２と略平行をなす方向に下流へ出口５１まで流れる。排出系５
２と気体供給装置３６は動作を継続するので、積み重なっているクロージャの隙
間９２を含む容器１０内の空間は空気で徐々にパージされ、上記した大気圧より
も低い圧力の気体混合物で全体が充填される。気体混合物の流量は、（クロージ
ャにより占められる容積を含み）室１０の内部の各１リットルの容積に対して約
０．２乃至約０．８標準立法センチメートル／分であるのが望ましい。
駆動モータ２８が作動されて容器１０を軸線１２を中心に回転させることによ
り、積み重ね体９０を連続してタンブルさせるとともに再配置させ、新たな隙間
９２を積み重ね体の中に形成する。同時に、リニアアクチュエータ３２はフレー
ム２７、従って、容器１０をピボット軸線３０を中心に揺動させる。これにより
、クロージャ８０は室の端部間を室の軸線と平行する方向へ前後に連続して動か
される。かくして、各クロージャは、入口端部１６に隣接した上流領域と出口端
部１４に隣接する下流領域との間を連続して動く。最適の回転速度、揺動速度お
よび揺動の程度は、容器の直径、クロージャの数、クロージャのタイプおよび所
望の循環運動の程度により変わる。しかしながら、典型的な条件は、約１乃至約
５回転／分、約２０度の円弧を描くフレーム２６の揺動運動および約１乃至約３
サイクル／分の揺動速度が満足することができる。電源６６が作動され、高周波
励起エネルギがインピーダンス整合ネットワーク６４を介してコイル５８に印加
される。これにより、電場が容器１０の壁を介して容器内の気体混合物に印加さ
れる。印加された電場によりグロー放電が生じ、容器内に低温プラズマが形成さ
れる。本明細書において使用されている「低温プラズマ」（”ｌｏｗ−ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｐｌａｓｍａ”）なる語は、原子および正に帯電したイオンの
温度が比較的低くかつプラズマの電子温度よりも実質上低いプラズマを云う。好
ましくは、プラズマにおける原子とイオンの温度は、約１００℃よりも低く、よ
り望ましくは約４０℃よりも低く、最も好ましくはほぼ室温即ち約２０ー２５℃
である。クロージャの温度は、同じ範囲にあるのが望ましい。コイル５８を介し
て印加されるエネルギは、容器とその内容物を加熱するようになる。ファン５４
により供給される冷却空気は容器の外側に吹き付けられ、容器の熱を運び去る。
グロー放電は原則的には、クロージャの積み重ね体の隙間９２内で生ずる。以
下において更に説明するように、処理は中庸の速度で行うのが望ましい。処理速
度の一の有用な指標は、グロー放電が隙間を満たす程度である。通常の条件にお
いては、処理が所望の中庸の速度で行われているときには、グロー放電は、目視
観察により、隙間の約４分の１乃至約４分の３を満たすが、最も望ましくは隙間
の約半分を満たす。
気体混合物から形成されたプラズマは次に、クロージャの表面に重合コーティ
ングを形成する。ポリマは、実質上炭化水素からなる。この重合コーティングは
クロージャの摩擦係数を小さくする。摩擦係数は、「スリップ角」として測定し
て表すことができる。本明細書において使用されているスリップ角は、図２にお
いて端面図として示されている略Ｕ字状のトラック９６にクロージャを配置する
ことにより測定され、トラック９６はクロージャを案内するがクロージャを拘束
しないような寸法に形成されている。トラック９６は、水平方向に対するトラッ
クの角度Ａが徐々に増加するようにトラックを水平位置から上方へ徐々に回動さ
せるように配置された試験取付具（図３）に装着される。クロージャ８０がトラ
ックに沿って２．５ｃｍ動く角度Ａを、本明細書においてスリップ角と云う。ト
ラック９６は通常、各タイプのクロージャごとに特に組み立てられる。取付具９
８は、ニューヨーク州、アミチビルに所在するテスティング・マシンズ・インコ
ーポレイテッド（Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅ
ｄ）により３２−２５−００の表示を付して販売されているタイプの摩擦係数試
験機とすることができる。
一般的には、処理前の未コーティングのクロージャは、約４５°よりも大きく
、最も典型的には約６０°よりも大きいスリップ角を有する。コーティングされ
たクロージャは、４５°未満のスリップ角を有するようにすべきである。所望の
精確なスリップ角は、用途により変わる。自動機械により配置される多くの典型
的なクロージャの場合には、３５°未満のスリップ角を使用することができる。
スリップ角は、処理の進行とともに徐々に減少する。かかる減少の速度は、プラ
ズマ重合の速度を示す。この速度は、原則的には、電源６６により印加される電
力により制御されるが、系における流量および圧力の影響を受ける。最も好まし
くは、処理は、スリップ角が処理全体に亘って約２°／分以下、最も好ましくは
約１．５°／分以下の平均速度で徐々に減少するように比較的緩慢な速度で操作
される。クロージャのスリップ角は、少なくとも約１５分の処理時間が経過する
まで約４５°よりも小さくなるのが望ましい。好ましくは、クロージャのスリッ
プ角は、約２５分以上の時間をかけて初期の値から約３５°まで減少するが、約
１００分以下が好ましい。驚異的なことであるが、処理をこのように徐々に行う
ことにより、クロージャの漏れ抵抗は、より迅速な重合処理を使用してつくった
同様のプラズマコーティングを行ったクロージャと比較して著しく向上している
。本発明は動作に関するいかなる理論の制限を受けるものではないが、徐々に行
われる重合処理によれば、ポリマ鎖間の架橋がより少なく、しかも一層フレキシ
ブルでかつ一層なじみ性のある重合コーティングを形成することができるものと
考えられる。
本発明を限定するものではない以下の実施例は、本発明の特徴を示すものであ
る。実施例１
バイアルストッパと一般に云われているタイプの標準的な２０ｍｍサイズのエ
ラストマ医薬品クロージャ５０００個のバッチを、内径が約３０ｃｍで軸線方向
の長さが約１メートルの、図１に示すような反応容器に装填した。反応容器を、
その軸線を中心に約２ｒｐｍで回転させたが、ピボット軸線を中心に揺動はさせ
なかった。プロピレンおよびヘリウムの気体混合物を、プロピレンが２３標準立
法センチメートル／分の流量でかつヘリウムを３標準立法センチメートル／分の
流量で容器に通した。１３．５６ＭＨｚのＲＦ励起を行った。別の運転に関して
は異なる電力印加を行った。運転１−４に関しては一定の３０分コーティング時
間を採用した。１００分コーティング時間を運転５に使用した。結果を下記の表
１に示すが、表１に示すように、運転１ー４においては、漏れ速度は約５００乃
至６００ワット励起において著しく増加した。明らかなように、運転５において
得られたコーティングサンプルは、他の運転からのコーティングサンプルと比べ
てスリップ角は小さく、かつ、漏れの小さかった。
上記した構成の数多くの変更および組み合わせを、請求の範囲に記載の本発明
から逸脱することなく行うことができる。単なる一例として、プラズマは、高周
波エネルギ以外にエネルギにより励起することができる。更に、上記したタンブ
リングとピボット動作とを行う容器は特に有利であるが、反応は静的容器におい
て行うこともできる。例えば、クロージャは、各クロージャを所定の配向に保持
し、かつ、コーティングがクロージャの特定の表面に形成されるように、取付具
のラックに取着することができる。かかる手法は、著しく大きなクロージャの場
合に最も実際的である。また、この方法は、反応容器が適宜装備されている場合
に反応容器からのクロージャの投入と取り出しを連続させながら連続的した態様
で行うことができる。上記した構成のこれらのおよび他の変更と組み合わせを、
請求の範囲に記載の本発明から逸脱することなく利用することができるので、上
記した好ましい実施例の説明は、請求の範囲に記載の本発明を限定するものでは
なく例示するものとして理解されるべきである。産業上の利用可能性
本発明は、エラストマクロージャの処理および使用に適用することができる。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of coated elastomeric closures and methods of making the same. BACKGROUND ART Elastomeric elements, such as plugs, stoppers, "0" rings, gaskets, etc., are used to provide a fluid-tight seal. Elastomeric elements that can be used to provide a fluid tight seal are referred to herein as "closures." One use of Elastomac Rouge is in the sealing of pharmaceutical vials. Elastomer macrolouds for pharmaceutical vials are generally in the form of stoppers with relatively thick rubber rings, which are flat, surrounding a relatively thin septum formed integrally with the ring. It has a top surface and a bottom surface. Such a stopper may also have a hollow cylindrical collar projecting from the bottom of the ring and surrounding the septum. In use, the stopper is positioned in the vial mouth such that the collar enters the drug vial mouth and holds the septum in alignment with the mouth. The ring covers the rim of the vial surrounding the mouth. A metal element is clamped to the rubber ring and vial rim to hold the bottom surface of the rubber ring against the rim of the vial. The bottom surface of the ring acts as a sealing surface. This surface of the stopper matches small irregularities in the surface of the vial under the pressure applied by the metal crimp element. Numerous other elastomers are used in the pharmaceutical and other industries. However, in each case, the sealing surface of the closure is adapted to the mating surface of the container or other object to form a fluid-tight seal. Coatings are conventionally applied to such closures to reduce the coefficient of friction of elastomeric macros such as drug vials stoppers. This simplifies the handling and supply of the stopper in an automated device and facilitates the engagement of the stopper with the vial. The coating can also provide a barrier to the extraction of material from the closure by the product stored in the container. One type of coating is a liquid lubricant, such as silicone oil, glycerin, etc., that is placed on the surface of the closure but does not bind to the closure itself. Such a coating is unsatisfactory in many applications because the product in the vial is contaminated by the coating material and by substances extracted from the stopper. In addition, the liquid coating diffuses into the elastomer itself, causing the coating to be removed from the surface. This will lead to inconsistent results in the processing. Attempts have also been made to provide stoppers coated with polymeric materials such as polytetrafluoroethylene, polyethylene, tetrafluoroethylene, polypropylene and polyparaxylylene. These materials generally reduce the coefficient of friction of the stopper and reduce contamination of the product in the vial. However, these coatings tend to compromise the suitability of the closure for vial defects, thus causing leakage problems. Such effects are described in J.A. In a paper entitled "Quantification of Parenteral Vial Container / Closure Integrity and Mechanical Measurement-Leakage Quantitation" by Morton et al. In Parenteral Science and Technology, Vol. 43, pp. 88-97 (1989). Have been described. Thus, there is a need for a closure coating that is chemically inert, does not contaminate the product, substantially reduces the coefficient of friction, and does not substantially impair the sealing capability of the elastomeric closure. Preferably, the coating should also prevent extraction of the material from the elastomer by the product and at least the coating itself should not provide the extract. All of these requirements, together with one another, offer very significant technical challenges. Despite considerable efforts by those skilled in the art, there is a significant, unmet need for improved, coated closures and improved methods of coating closures. ing. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses such a need. In accordance with one aspect of the present invention, a process for providing an uncoated elastomeric macro, and a method of plasma polymerizing a lower alkene to form a coating on the uncoated closure, thereby reducing the friction coefficient of the closure. And a method for producing a coated elastomeric macro-jawer. The coefficient of friction of a closure is generally determined by the "slip angle", that is, the angle to the horizontal, at which the surface or channel supporting the closure must be located before the closure can slide down alone. expressed. Most preferably, the plasma polymerization step is performed gradually, so that the slip angle of the closure decreases from the value of the uncoated closure to about 45 ° over a period of at least about 15 minutes. Typically, uncoated closures have a slip angle of at least about 60 °. The rate of slip angle reduction during processing varies during processing, but the average rate of reduction during the entire processing should preferably not exceed 2 degrees per minute, and is less than about 1.5 degrees / minute. Is more desirable. The lower alkene is desirably selected from the group consisting of ethylene, propylene and combinations thereof, most preferably propylene. The plasma polymerization step includes providing a gas mixture of a lower alkene and an inert gas, and forming a low temperature plasma of the gas mixture in contact with the closure. This aspect of the invention is based on the recognition that the rate and conditions of plasma polymerization have a significant effect on the properties of the coated closure. Coatings that are gradually coated in a slow polymerization process that requires a significant amount of time to reach a given slip angle have a higher leakage rate than closures that are coated using the same slip angle but a faster polymerization process. Becomes smaller. Although the invention is not limited to any theory of operation, it is believed that such differences relate to the degree of crosslinking induced by rapid and slow processing. That is, it is considered that when the treatment is slow, a coating having a small cross-linked polymerized structure tends to be obtained, but when the treatment is rapid, the cross-linked coating tends to increase. However, despite such reasons, closures formed by slow processing, where polymerization is relatively slow and the rate of closure slip angle reduction is slow, are better than comparable closures obtained with rapid polymerization processing. High leakage resistance. Generally, a gas mixture is converted to a plasma by applying electrical energy, such as RF or microwave energy, to form a glow discharge in the plasma adjacent to the closure. The closures are stacked in a reaction vessel that is maintained under reduced pressure so that gaps are formed between the closures. Plasma is formed in these gaps. In many cases, the glow discharge fills about one-quarter to about three-fourths of the gap in the pile. The stack is agitated during the plasma formation step, such as by rotating the reaction vessel about a rotational axis that extends in the horizontal direction so as to tumble the stack. In a particularly preferred arrangement, the reaction vessel is also pivoted about a horizontally extending pivot axis intersecting the axis of rotation to further tumbl the stack and circulate the closure in a direction parallel to the axis of rotation. . The gas mixture flows through the reaction vessel in substantially the same direction as the axis of rotation. As the closure circulates, the closure alone does not remain in the gas inlet region where the gas mixture is rich in alkene or in the outlet region where the gas mixture is alkene deficient. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a coated elastomeric macros. Most desirably, the coated closure is manufactured according to the process described above. The coated closure comprises an elastomer body substantially consisting of rubber and defining a sealing surface, the sealing surface being covered by a plasma polymerized lower alkene such as plasma polymerized ethylene or plasma polymerized propylene. Is desirable. Most preferably, closures according to this aspect of the invention have a slip angle less than about 30 °, desirably less than about 28 °. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram of an apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the closure with a test fixture. FIG. 3 is a front view of the test fixture. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An apparatus according to one embodiment of the present invention is shown in FIG. The apparatus of the present invention includes a hollow tubular cylindrical reaction vessel 10 formed of glass. The reaction vessel has a central axis 12. The inlet end 14 and outlet end 16 of the reaction vessel are closed off by end panels 18 and 20, respectively. The end panel is easily detachable from the reaction vessel so as to access the inside of the reaction vessel and is removably disposed on the reaction vessel. The end panel of the reaction vessel is equipped with a conventional seal (not shown). The reaction vessel 10 is attached to an annular bearing 22. The bearing 22 is mounted on a roller 24, and the roller 24 is rotatably supported by a frame 26. The roller 24 is connected to a rotary drive motor so that the motor 28 drives the roller and rotates the container 10 about the central axis 12. A frame 26 is pivotally mounted to a sub-frame 27 by a pivot joint indicated generally by the reference numeral 30. A reciprocating linear actuator 32 is connected between the subframe 27 and a portion of the frame 26 remote from the pivot joint 30, and the reciprocating actuator causes the frame 26 to move about the pivot axis passing through the pivot joint 30 with respect to the subframe 27. It is made to rock. The pivot axis intersects the axis 12 of the reaction vessel. As shown in FIG. 1, the pivot axis extends through a pivot joint 30 and intersects the plane of the drawing. A gas supply device 36 having a plurality of gas sources 38 is provided, and each gas source 38 is connected to a manifold 42 via a valve 40. The gas source itself can comprise conventional elements such as a storage tank containing the desired gas, a pressure regulator, a flow meter, a safety valve, a purge valve, and the like. As described further below, some or all of the gas sources can be operated together to provide a gas mixture containing the required reactants. The manifold 42 is connected to an inlet port 48 of the end panel 20 via a flexible bellows 44 and a rotary joint 46. The outlet port 51 of the end panel 18 at the outlet end 14 of the vessel is connected via a similar rotary joint 48 and a flexible bellows 50 to a discharge system 52 which includes a vacuum pump and conventional auxiliary equipment. The gas supply and exhaust systems also have conventional control elements such as pressure sensors, temperature and flow sensors, programmable controllers and the like. These elements are coupled to a conventional control element (not shown) arranged to control the operation of the motor 28 and the linear actuator 32. A blower 54 is connected to a cooling air manifold 56 located adjacent to the outside of the container 10. The cooling air manifold can be attached to the frame 26, for example. A helical metal coil electrode 58 surrounds the container, with the coil spaced slightly outward from the outside of the container. The coil is fixed to the frame 26 and does not rotate with the container. The end 60 of the coil is electrically connected to the ground potential side, and the center tap 62 in the middle of the coil is electrically connected to the output side of the impedance matching network 64. The input side of the network is connected to a conventional high frequency generator 66. The impedance matching network can be of conventional construction and can include elements such as variable capacitors and / or inductors. As is common in the field of RF plasma technology, the impedance matching network is tuned for efficient power transfer between the RF generator and the coil and between the coil and the plasma, as described below. Is done. RF generator 66 can be configured to operate at any suitable frequency, typically between about 100 KHz and about 300 KHz. However, the generator is preferably set to operate at the so-called "ISM" or industrial science and medical frequency as required by the wireless communication authorities. 13.56 MHz is a particularly preferred ISM frequency. The container 10 and the coil 58 are surrounded by a grounded metal shield 68, only a small portion of which is shown in FIG. The shield can be provided with a suitable releasable access panel (not shown) to allow access to the end panels 18 and 20 of the container. In a method according to one embodiment of the present invention, an uncoated elastomeric macro jar can be placed inside the container 10 by opening the end panel 16 and resealing the end panel. The closure may be any shape closure that can provide a fluid tight seal, but is most preferably of the type used to seal pharmaceutical vials and other containers. A closure intended to seal the mouth opening of a common pharmaceutical vial is referred to herein as a "stopper." As shown in FIG. 2, a typical stopper includes a relatively thick ring 80 defining a top surface 82 and a bottom surface 84, a hollow cylindrical protrusion 86 extending from the bottom surface, and alignment with the interior of the hollow cylindrical protrusion. And a relatively thin, breakable diaphragm or septum 88. Closures such as stoppers are generally made from rubber components including butyl rubber, natural and synthetic polyisoprenes, silicones and polymers such as combinations of these with vulcanizing or crosslinking agents, catalysts, retarders, pigments, etc. It is formed. The rubber component can also include particulate fillers such as carbon black and the like. Alternatively, the closure may be formed from a non-rubber elastomer such as thermoplastic and thermoset polyurethane, or a synthetic polymer having other elastomeric properties. These materials can also be mixed with additives and fillers. Thus, as used herein, the term "elastomer" refers to a composition having elastomeric properties, whether containing rubber or other polymers. It is said. In the coating process, the closure 80 is placed inside the container 10 to form a stack at the bottom of the container. The stacked closures form a gap 92 between each other. The shape and size of these gaps 92 depend on the shape and size of the closure and the random arrangement of the stacked closures. After the chamber has been sealed, the exhaust system 52 is activated and the chamber is at a sub-atmospheric pressure, preferably about 0.01 to 10 Torr, more preferably about 0.1 to 1 Torr. The gas supply 36 is activated to provide a gas mixture comprising at least one alkene. The term "lower alkene" as used herein refers to unsaturated hydrocarbons and hydrocarbons containing 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms. Refers to a hydrogen derivative. Propylene is particularly preferred. Mixtures of alkenes can also be used. The gas mixture also includes monoatomic Group VIII gases, commonly referred to as inert gases. Helium and argon are the preferred monatomic gases, with helium being particularly preferred. Typically, the molar ratio of alkene to inert gas is from about 5: 1 to about 10: 1, more preferably, from about 7: 1 to about 9: 1. The gas mixture enters the chamber via the inlet 48 of the inlet end 16 and flows downstream in a direction substantially parallel to the axis 12 to the outlet 51. Since the discharge system 52 and the gas supply device 36 continue to operate, the space in the container 10 including the gap 92 between the stacked closures is gradually purged with air, and is filled with a gas mixture having a pressure lower than the above-mentioned atmospheric pressure. The whole is filled. Preferably, the flow rate of the gas mixture is from about 0.2 to about 0.8 standard cubic centimeters / minute for each 1 liter volume inside the chamber 10 (including the volume occupied by the closure). The drive motor 28 is activated to rotate the container 10 about the axis 12 so that the stack 90 is continuously tumbled and repositioned, forming a new gap 92 in the stack. At the same time, the linear actuator 32 causes the frame 27 and thus the container 10 to swing about the pivot axis 30. As a result, the closure 80 is continuously moved back and forth between the ends of the chamber in a direction parallel to the axis of the chamber. Thus, each closure moves continuously between an upstream region adjacent the inlet end 16 and a downstream region adjacent the outlet end 14. The optimum rotational speed, rocking speed and degree of rocking will depend on the diameter of the container, the number of closures, the type of closure and the degree of circulation movement desired. However, typical conditions may be about 1 to about 5 revolutions / minute, an oscillating motion of the frame 26 that describes an arc of about 20 degrees, and an oscillating speed of about 1 to about 3 cycles / minute. The power supply 66 is activated and RF excitation energy is applied to the coil 58 via the impedance matching network 64. Thereby, an electric field is applied to the gas mixture in the container via the wall of the container 10. A glow discharge is generated by the applied electric field, and a low-temperature plasma is formed in the container. As used herein, the term "low-temperature plasma" refers to a plasma in which the temperature of atoms and positively charged ions is relatively low and substantially lower than the electron temperature of the plasma. say. Preferably, the temperature of the atoms and ions in the plasma is less than about 100 ° C, more desirably less than about 40 ° C, and most preferably about room temperature or about 20-25 ° C. Preferably, the temperature of the closure is in the same range. The energy applied through coil 58 heats the container and its contents. The cooling air supplied by the fan 54 is blown to the outside of the container, carrying away the heat of the container. The glow discharge occurs in principle in the gap 92 of the closure stack. As described further below, it is desirable that the processing be performed at a moderate speed. One useful indicator of processing speed is the extent to which the glow discharge fills the gap. Under normal conditions, when the process is being performed at the desired moderate rate, the glow discharge fills about one quarter to about three quarters of the gap by visual observation, but most preferably Fill about half. The plasma formed from the gas mixture then forms a polymerized coating on the surface of the closure. The polymer consists essentially of a hydrocarbon. This polymerized coating reduces the coefficient of friction of the closure. The coefficient of friction can be measured and expressed as "slip angle". As used herein, the slip angle is measured by placing the closure on a generally U-shaped track 96 shown as an end view in FIG. 2, which guides the closure but restrains the closure. The dimensions are such that they do not. The track 96 is mounted on a test fixture (FIG. 3) arranged to gradually rotate the track upward from a horizontal position such that the angle A of the track with respect to the horizontal direction gradually increases. The angle A at which the closure 80 moves 2.5 cm along the track is referred to herein as the slip angle. Tracks 96 are typically specifically assembled for each type of closure. The fitting 98 is a friction coefficient tester sold under the designation 32-25-00 by Testing Machines Incorporated, located in Amichiville, NY. be able to. Generally, the uncoated closure prior to processing has a slip angle of greater than about 45 °, and most typically greater than about 60 °. The coated closure should have a slip angle of less than 45 °. The exact slip angle desired will depend on the application. For many typical closures deployed by automated machines, slip angles of less than 35 ° can be used. The slip angle gradually decreases as the processing proceeds. The rate of such reduction indicates the rate of plasma polymerization. This speed is controlled in principle by the power applied by the power supply 66, but is affected by the flow rate and pressure in the system. Most preferably, the process is operated at a relatively slow speed such that the slip angle gradually decreases at an average speed of no more than about 2 ° / min, most preferably no more than about 1.5 ° / min throughout the process. Is done. Desirably, the closure slip angle is less than about 45 ° until at least about 15 minutes of processing time has elapsed. Preferably, the closure slip angle decreases from the initial value to about 35 ° over a period of about 25 minutes or more, but preferably about 100 minutes or less. Surprisingly, with this gradual treatment, the leakage resistance of the closure is significantly improved compared to a similar plasma-coated closure made using a faster polymerization process. doing. The present invention is not limited by any theory of operation, but the gradual polymerization process results in less flexible cross-links between polymer chains, yet a more flexible and more conformable polymer coating. It is thought that we can do it. The following non-limiting examples illustrate the features of the present invention. Example 1 A batch of 5000 standard 20 mm sized elastomeric drug closures of the type commonly referred to as a vial stopper was prepared as shown in FIG. The reaction vessel was charged. The reaction vessel was rotated about its axis at about 2 rpm, but was not rocked about the pivot axis. A gas mixture of propylene and helium was passed through the vessel at a flow rate of 23 standard cubic centimeters per minute for propylene and at a flow rate of 3 standard cubic centimeters per minute for helium. 13.56 MHz RF excitation was performed. Different power applications were made for different runs. For runs 1-4, a constant 30 minute coating time was employed. A 100 minute coating time was used for Run 5. The results are shown in Table 1 below, and as shown in Table 1, in Runs 1-4, the leak rate increased significantly at about 500-600 watts excitation. As can be seen, the coating sample obtained in Run 5 had a lower slip angle and less leakage than the coating samples from the other runs. Numerous modifications and combinations of the above-described configurations may be made without departing from the invention as set forth in the claims. By way of example only, a plasma can be excited by energy other than radio frequency energy. Furthermore, while a vessel that performs the tumbling and pivoting operations described above is particularly advantageous, the reaction can also be performed in a static vessel. For example, the closures can be attached to a fixture rack so that each closure is held in a predetermined orientation and a coating is formed on a particular surface of the closure. Such an approach is most practical for significantly larger closures. In addition, this method can be performed in a continuous manner while continuously introducing and removing the closure from the reaction vessel when the reaction vessel is appropriately equipped. Since these and other changes and combinations of the arrangements described above can be utilized without departing from the invention as set forth in the claims, the description of the preferred embodiments described above will It should be understood that the invention is not intended to be limiting but to be illustrative. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to the processing and use of elastomeric macros.
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